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我国沼气工程标准化发展现状

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摘要:近年来我国沼气工程发展迅速,沼气工艺先进,但是由于缺乏相应的沼气工程标准化制定原则,在工程标准化、产业化等方面与国外先进水平仍有一定差距,在工程运行中仍存在投资大、经济效益差等问题。本文研究了我国沼气工程标准化的发展现状,并针对我国的发展现状提出了几点建议。

关键词:沼气工程;标准化;一体化两相

引言

多年来,农业部以沼气建设为突破口,大力推广各类能源生态模式和开展生态建村,成效显著。截至到2008年底,全国建成大中型沼气工程7282处。尽管我国在大型沼气工程领域开发利用方面取得了一些成效,但标准化进程及先进技术的推广系统建设仍处于起步阶段,对发展沼气工程战略地位的认识不足,没有明确的发展目标;现阶段还没有建立完备的沼气工业体系,制造技术水平低,一些相对成熟的技术尚缺乏标准体系和服务体系的保障,产业化程度低,大型沼气工程产业化的格局尚未形成,无法在经济建设中发挥其相应的作用。

目前已有的沼气标准仅针对农村户用沼气池及相关的户用沼气利用技术,还没有涉及到大中型沼气工程装备标准化。大中型沼气工程装备标准化建设的落后致使大中型沼气工程在设计、施工、运行以及验收等过程中出现了诸多问题,如建设成本高,设备选型困难,且各种设备之间无法很好的相互衔接配套等。这些问题造成沼气工程质量良莠不齐,部分人对沼气工程产生偏见,阻碍了沼气工程的推广。

1 我国大中型沼气工程标准化的发展现状

一些大中型沼气工程的建设和推广应用,在改善农村环境、优化能源结构、实现国家节能减排方面发挥了积极的作用。近年来,农业部为了促进大中型沼气工程建设的健康持续发展,积极组织相关标准化工作。目前涉及到大中型沼气工程的标准已有1 1项,包括大中型沼气工程的设计、施工、安全运行与管理等,同时也包括沼气发电机和固液分离等配套设备标准。另外,国家出台了一系列的法律法规,如《可再生能源法》、《可再生能源产业发展指导目录》、《可再生能源发电有关管理规定》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》。

目前,国内的大中型畜禽养殖场能源环境工程环境。主要有两种类型,一是生态型,以沼气生产和综合利用为主;一是环保型,以废水治理达标排放为主。我国已经可以根据各种不同养殖场粪便的差异,进行包括预处理、厌氧发酵、沼气输配、制肥、消化液后处理的全部设计。在发酵工艺方面,生物厌氧发酵机理研究、不同原料高效发酵工艺、沼气产气率、COD去除率已居国际先进水平。

在配套设备方面,我国已成功研制了纯燃沼气发电机组,制罐、自动控制、脱硫脱水、固液分离等装置已形成系列化成熟产品。我国的沼气工程核心设备自2000年以后逐渐开始自国外引进,例如,搪瓷拼装罐和L JPP罐技术首先被用于污水处理行业,并在农业沼气工程市场兴起时向工程设备化转化。与此同时,国内自主研发了基于ECPC技-术的沼气工程核心设备ECPC拼装反应罐。柔性模式气柜作为另外一种沼气工程核心设备,自国外引入之后已被普遍接受,逐渐取代了传统的钢制低压湿式气柜。目前,基于ECPC拼装罐、搪瓷拼装罐和LIPP罐以及柔性膜式气柜技术,在我国沼气行业已经形成了CSTR厌氧反应器、单体柔性膜式气柜、一体化反应器等沼气工程核心系列设备。

总体看来,我国的规模化沼气工程工艺技术已日趋成熟,但工程装备的整体水平远远低于国际先进水平。由于缺乏相应的沼气工程标准化制定原则,我国沼气工程的标准化、产业化程度与国外先进水平有很大的差距,稳定性程度低,无法根据工程地域和类型的变化而作相应的调整,整个工程的设计、施工及运行难以保证最优状态,造成工程投资偏大,运行费用高,经济效益差,制约了能源与环境工程建设的发展。

2 我国大中型沼气工程的发展存在的问题

我国户用沼气技术经过多年的研究开发已经成熟,居国际领先水平;大中型沼气工程技术也已日趋成熟,初步具备产业化条件,进一步大规模发展还存在一定的困难和技术瓶颈,需要在新技术、新工艺、新产品和新材料上加强科技创新与技术推广,否则难以在农村环境改善、农村经济水平提升方面发挥其应有的作用。

2.1 技术交流推广机制不健全,对沼气工程建设的认识不足

虽然目前各级政府高度重视畜禽养殖场大中型沼气工程建设项目,但由于其社会效益、环境效益,甚至经济效益还不能及时得到应有的体现;相应的环境污染责任制度、行业准入制度等还没有推行;加之公众对环境保护意识不强、参与不够,因此没有形成全社会全面参与的支持沼气工程建设的良好环境。

2.2 标准化进程滞后,推广能力建设投入严重不足

大中型沼气技术涉及到工艺、技术、设备、材料和产品的利用(如发电技术)等方面,而新工艺的研发和试验、运行则需要高素质的科研人员、高水平的科研装备、一定的研发周期和大量的物资和资金的投入来支持。我国规模化畜禽养殖场所处自然环境、地理优势、经济水平、技术水平、投资规模、市场需求及公众环境意识均参差不齐,参与大中型沼气工程建设的科研单位、企业和个体的技术水平各有差异,导致研发能力薄弱,技术发展缓慢,产业配套能力低,不能完全适应行业经济快速发展的需要。

2.3 远程培训及数字化信息系统匮乏,技术成果转化率低

目前,国内从事大中型沼气工程技术研究的机构力量相对薄弱,又比较分散,普遍存在着重复研究和资源浪费的现象,尚未形成高水平研究队伍,不仅难以就单项关键技术进行攻关,也难以集研发、中试转化、推广与副产品利用为一体。因此,目前的现状已严重地制约了该产业的发展。

3 结论与建议

沼气工程标准化是实现农业废弃物资源化利用和减少环境污染的重要途径,并且能在一定程度上缓解我国能源紧缺的现状。同时,我国沼气与国外还有一定的差异,国外沼气以混合发酵为主,我国以畜禽粪便为主。

因此,针对我国养殖场大型沼气工程缺乏系列化、标准化设计,工程设备不配套、不统一等问题。应加强对已建成沼气工程示范进行研究,并通过对我国沼气工程工艺、技术路线及工程装备进行调研,结合实际经验和调研结果,制定出典型沼气工程标准化工艺路线;应确定包括预处理系统、厌氧消化系统、沼气利用系统、沼肥利用系统等装备的设计原则、工艺参数、装备的标准化尺寸等沼气工程装备标准化制定原则;同时,进一步利用研究的标准化数据,建立数学模型,形成适合我国国情的标准化沼气工程选型软件,在“工程标准化、建设模块化、运行维护专业化、管理规范化”方面迈出重要一步。5